Ilustración esquemática de la estrategia de decodificación de doble excitación basada en nanocompuestos híbridos para detección térmica mediante el uso de la relación de intensidad de dos emisiones a idéntica longitud de onda como parámetro termométrico. Crédito:Grupo del profesor CHEN Xueyuan
La nanotermometría luminiscente es un método no invasivo para detectar la temperatura in vivo, que es importante en las investigaciones de biología y nanomedicina.
Los métodos tradicionales de termometría radiométrica generalmente utilizan la relación de intensidad de dos emisiones que no se superponen con distintas respuestas térmicas como parámetro termométrico. Sin embargo, tales métodos adolecen de una precisión muy baja en la lectura de la temperatura del tejido profundo.
En un estudio publicado en Ciencia avanzada, un grupo de investigación dirigido por el profesor Chen Xueyuan del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia (FJIRSM) de la Academia de Ciencias de China propuso una nueva estrategia de decodificación de excitación dual para detección térmica de alta precisión.
Esta estrategia se basa en nanocompuestos híbridos que comprenden puntos cuánticos (QD) NIR autoensamblados y Nd 3+ nanocristales de fluoruro dopados (NC), en el que la relación de intensidad de dos emisiones a idéntica longitud de onda se define como el parámetro termométrico para evitar interferencias perjudiciales de la atenuación de fotones dependiente de la longitud de onda y la temperatura en el tejido.
Los investigadores diseñaron elaboradamente los nanocompuestos híbridos compuestos de NIR QD y NC para adquirir la relación de intensidad de dos emisiones superpuestas a 1057 nm atribuidas a QD y NC, respectivamente, como parámetro termométrico bajo excitación de 808 nm.
Beneficiándose de las distintas propiedades de absorción entre QD y NC, las señales de emisión superpuestas podrían decodificarse fácilmente para adquirir su relación de intensidad a través de la estrategia de decodificación de excitación dual que empleaba otro rayo láser de 830 nm siguiendo la misma trayectoria óptica que el láser de 808 nm para excitar exclusivamente los QD.
Es más, Los investigadores verificaron en los experimentos ex vivo de prueba de concepto que, a una profundidad de detección de ~ 1,1 mm en tejido, tal estrategia de decodificación de doble excitación fue capaz de lograr una lectura de temperatura de alta precisión con un pequeño error de ~ 2.3 ° C, cerca de la resolución térmica de los termómetros (~ 1.8 ° C).
Por el contrario, en las mismas condiciones experimentales, Se produjo un gran error de ~ 43.0 ° C para el modo de termometría radiométrica tradicional basado en las emisiones no superpuestas a 1025 y 863 nm de QD y NC, respectivamente.
La estrategia de detección térmica propuesta puede minimizar la interferencia perjudicial de la atenuación de fotones dependiente de la longitud de onda en el tejido.
